Le changement climatique aura un impact défavorable sur les réseaux alimentaires marins via un processus communément appelé « amplification trophique ».

Le changement climatique a des répercussions négatives sur la santé et la biodiversité des écosystèmes marins. Les changements des conditions océaniques associés au changement climatique, tels que le réchauffement des océans, la désoxygénation et l'acidification, devraient exercer une influence sur les fonctions physiologiques des organismes marins, leurs répartitions géographiques, leurs cycles de vie biologique et leur biomasse totale.

C'est ce que révèle une nouvelle étude récemment publiée dans PLOS ONE, qui s'appuie sur des comparaisons inter-modèles d'écosystèmes marins examinant les modèles spatiaux et temporels de l'amplification trophique dans l'océan mondial.

L'étude a révélé que la principale réponse à la diminution mondiale de la productivité primaire nette (NPP) - le taux auquel l'énergie est stockée sous forme de biomasse par les producteurs primaires (comme le plancton et le zooplancton) et mise à la disposition des consommateurs - est une plus grande diminution de la biomasse des consommateurs, avec des observations de réponses plus complexes de par les océans. Le réchauffement de l'océan pourrait être la cause de cela, car il pourrait compenser (voire même rendre négatif) l'impact positif d'une augmentation de la NPP.

Au niveau mondial, la biomasse totale des consommateurs devrait diminuer de 16,7 ± 9,5% supplémentaire par rapport à la NPP, avec une diminution plus importante de la biomasse des consommateurs que celle de la NPP dans 40% de l’océan mondial. De plus, dans 36 % de l’océan mondial, on s'attend à ce que la biomasse des consommateurs diminue même lorsque les projections de NPP augmentent.

Des études antérieures sur le bas de la chaine alimentaire ont montré que le changement climatique touchera le plus durement les hauts niveaux trophiques, créant des effets en cascade ressentis dans tout l'écosystème. Les changements de biomasse aux niveaux trophiques inférieurs (espèces proies au bas de la chaîne alimentaire) peuvent être exacerbés par un processus de propagation ascendante appelé amplification trophique, avec une amplification de l'impact négatif du changement climatique au fur à mesure qu'il remonte dans le réseau alimentaire marin.

"Dans notre analyse, nous avons examiné de manière détaillée l'amplification trophique à différents niveaux au sein du réseau alimentaire, et nous avons constaté une diminution moyenne plus importante de la biomasse des haut niveaux trophiques", a déclaré Vianney Guibourd de Luzinais, premier auteur de l'étude, qui a été réalisée à l'UMR Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan (DECOD), Institut Agro, Ifremer. Il est maintenant doctorant à la fois à l'Institut des océans et de la pêche de l'UBC et à DECOD, Institut Agro.

"À l'avenir, nous pourrions observer de fortes baisses des espèces de poissons (souvent des espèces de haut niveau trophique) induites par le changement climatique, quelle que soit la situation des autres espèces marines. Cela pourrait avoir un impact grave sur les moyens de subsistance, les cultures et la sécurité alimentaire des peuples dépendant de l'océan, tout en affectant également d'autres économies par le biais d'un changement dans la capacité de production des pêcheries."

En conséquence de l'amplification trophique, ce sont les espèces de prédateurs de haut niveau trophique associées au changement climatique qui seront le plus touchées. "Ce scénario pourrait avoir de très grandes répercussions car les espèces prédatrices jouent un rôle crucial dans la stabilité du réseau alimentaire et de l'écosystème, et sont la principale cible de la plupart des pêcheries à l'échelle mondiale", a déclaré le Dr William Cheung, professeur à l'Institut des océans et de la pêche de l'UBC et co-auteur de l'article. "Leur santé et leurs effectifs peuvent déterminer la sécurité alimentaire de millions de personnes dans le monde."

Trophic amplification: A model intercomparison of climate driven changes in marine food webs a été publiée dans PLOS One.